計算機的基本結構和工作原理-預覽頁
【正文】 般是字節(jié)的整數(shù)倍。 5） 輸出設備 輸出設備是將計算機處理后的結果 （ 通常在內存 ） 進行輸出的設備 。 C P U內 存I / O 控 制 器外 存 儲 器輸 入 設 備輸 出 設 備總 線6）總線 （ BUS） 4． 1． 2 微型計算機的組成 1） CPU 1971年， Intel 公司把運算器和邏輯控制功能集成在一起，用一片芯片實現(xiàn)了中央處理器的功能，制成了世界上第一片微處理器（ MPU —— Micro Processing Unit） Intel 4004。 DEC公司推出的 Alpha 211， IBM、 Motorola、 Apple三家公司聯(lián)合推出的 PowerPC體系結構均為 64為微處理器芯片 衡量 CPU性能的主要技術指標有： （ 1） CPU字長 指 CPU內部各寄存器之間一次能夠傳送的數(shù)據(jù)位 ， 即在單位時間內能一次處理的二進制數(shù)的位數(shù) 。 （ 3） 工作頻率 CPU的工作頻率也稱為 CPU的主頻 ， 指 CPU內核電路的實際運行頻率 ， 主頻越高 ， 其處理速度也越快 。 寄 存 器高 速 緩 沖 存 儲 器主 存 儲 器輔 助 存 儲 器 （ 軟 盤 、 硬 盤 、 光 盤 ）輔 助 存 儲 器 （ 光 盤 、 磁 帶 ）暫存中間結果 Cache 通常指內存 與 CPU的通信需要經過專門的接口 內存按其功能特征可以分為： 1. 隨機存取存儲器（ Random Access Memory， RAM） 可以被隨機訪問，大多采用 MOS型半導體集成電路芯片制成。 2. 只讀存儲器（ Read Only Memory， ROM）兩類。 （ 2）高速緩沖存儲器（ Cache） C P UC a c h e R A MCache設立的依據(jù)是程序訪問的局部性原理，即在一個較短時間間隔內， CPU執(zhí)行的指令和處理的數(shù)據(jù)往往集中存放在存儲器的局部范圍內，對該局部范圍的存儲器地址訪問頻繁，而此范圍外的地址訪問較少。一體化主板上還有多媒體和通信設備接口。 1. 總線分為三種： （ 1）數(shù)據(jù)總線 DB（ Data Bus） 用來傳送數(shù)據(jù)，其位數(shù)一般與微處理器字長相同。 16位 AB能直接尋址的存儲空間為 216，存儲地址編址范圍為 0000H～FFFFH （ 3）控制總線 CB（ Control Bus） 用來傳輸控制信號。它在 80286至 80486時代廣泛應用，現(xiàn)在的機器中也還保留有 ISA總線插槽。 2 計算機與外部設備接口 必須使用外部接口的原因： CPU和 I/O設備兩者的信息類型和格式不一樣 ,必須通過I/O接口來進行緩沖和協(xié)調。 ③ 控制和定時功能 ④ 錯誤或狀態(tài)檢測 常見的接口有 ① 串行與并行接口 :串行接口在一個方向一次只能傳輸一位數(shù)據(jù)，傳送一個字節(jié)的數(shù)據(jù)必須一位一位地依次傳送。 ④ 平均存取時間 指從發(fā)出讀寫命令后，磁頭從原始位置移動到磁盤上所要求讀寫的記錄位置，并準備寫入或讀出數(shù)據(jù)所需要的時間。諾依曼機工作原理 ： 存儲程序和程序控制 存儲程序 指人們必須事先把計算機的執(zhí)行步驟序列（即程序）及運行中所需的數(shù)據(jù)，通過一定方式輸入并存儲在計算機的存儲器中。 指令由二進制代碼組成，可像數(shù)據(jù)一樣存放在計算機的存儲器中。操作數(shù)的個數(shù)可以是 1個、多個或 0個（例如停機指令不需要操作數(shù)的信息）。 （ 3）程序控制指令 實現(xiàn)改變程序執(zhí)行順序的功能。 當人們需要用計算機來解決某個問題時，首先要將問題分解為若干個基本操作，并把每一種基本操作轉換成相應的指令，按一定的順序進行編排。 （ 2） 分析指令 對指令寄存器中的指令進行分析，由譯碼器對指令中的操作碼部分進行譯碼，得知該條指令要完成什么樣的操作，并轉換成相應的控制電位信號；由操作數(shù)部分得到操作數(shù)。 取 指 令分 析 指 令執(zhí) 行 指 令 結 束結 束 指 令 ？圖 程序執(zhí)行過程 以 8086 CPU中的一條加法指令 ADD AX,NUM 為例來分析其執(zhí)行過程 設該指令存放在地址為 0200H 的存儲單元中。 NUM 一個變量或變量的地址，該變量的值是加法運算的另一個操作對象。 第 5步，加法運算的結果 35，送入累加器中。
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